химический каталог




Химия и технология сероуглерода

Автор А.А.Пеликс, Б.С.Аранович, Е.А.Петров

ого состава системы пропан-бутан — сера.

Влияние скорости газового потока на выход сероуглерода исследовали при 1273 К и коэффициента расхода серы, равном 1,0. Было установлено, что с повышением скорости до 1,7 • 10"2 м/с наблюдается стабилизация степеней превращения серы и углерода в сероуглерод, в то время как степени превращения серы в сероводород и пропан-бутана в водород возрастают во всем диапазоне исследованных скоростей.

В табл. 19 приведены результаты экспериментов, показывающие влияние размера частиц графитовой насадки на выход продуктов взаимодействия пропан-бутана с серой.

Инвариантность выхода продуктов к размерам частиц графита можно объяснить ухудшением гидродинамики слоя (при неизменном числе псевдоожижения), с одной стороны, и улучшением теплопередачи, с другой. Первое влечет за собой уменьшение Js2 cs 2. тогда как второе способствует образованию сероуглерода.

Влияние на выход сероуглерода концентрации исходных компонентов изучалось при температуре 1073 К и постоянной скорости реагентов, Равной 2,5 МО-2 м/с. Обработка полученных данных дала следующее кинетическое уравнение процесса: 1) для области а= 1,5 ±1,0

rs, - cs2 - *i Ics21ой 0 l"cc3, н, 1

63

для области о= 1,0+ 0,6

' s3 - cs, =*a'[CSj 0 (cv H, о где*,'= 2,50; ft/= 4,46 • lO".

Влияние графита на выход сероуглерода. Дальнейшие экспериментальные исследования касались особенностей, налагаемых на процесс образования сероуглерода „электроискровым" методом нагрева. В первую очередь, это относится к появлению у графита тиореакционной способности.

Электрическое сопротивление кипящего слоя представляет собой сложную систему постоянно меняющихся последовательных и параллельных цепочек, которые образуют соударяющиеся частицы электропроводного материала насадки. При пропускании электрического тока через подвижный слой в местах соударения возникают и гаснут электрические дуги. Таким образом, теплота, генерируемая электротермическим кипящим слоем, содержит в себе теплоту Джоуля - Ленца и теплоту множества микродуг. Это сочетание приводит к существенному различию между средней температурой всего слоя и фактической температурой отдельных его частиц. В местах возникновения электрических дуг температура отдельных частичек электропроводного материала насадки достигает нескольких тысяч градусов. При такой температуре не только возможна ионизация газовой среды, но н сублимация графита.

Рис. 19. Зависимость степени превращения серы и пропан-бутана в продукты реакции от температуры:

а - пропан-бутана в сероуглерод; б - серы в сероуглерод; в - серы в сероводород; г - пропан-бутана в сероводород; 1 - а= 1,5; 2 - а = 1,0; 3 - а = 0,6. Сплошные лииии - наблюдаемые значения у, штриховые - теоретические значения у.

64

Таблица 19. Влияние иа выход продуктов размеров частиц графитовой насадки

Фракция графита, мм а Выход продуктов л/мин

CS2 H,S н2

0,16-0,25 1,5 0,44 0,25 0,02

1,0 0,56 0,31 0,05

0,6 0,79 0,26 0,36

0,25-0,315 1,5 0,43 0,27 0,02

1,0 0,55 0,32 0,07

0,6 0,80 0,31 0,38

0,315-0,43 1,5 0,39 0,28 0,02

1,0 0,53 0,31 0,05

0,6 0,81 0,34 0,31

Интересны результаты „холостых" опытов, заключающихся в пропускании паров серы через раскаленный слой кипящей графитовой насадки. Зафиксированный при этом выход сероуглерода зависел от средней температуры слоя и, главным образом, от мощности электрического тока, подводимого к слою.

Для количественной оценки участия графита в процессе образования сероуглерода из углеводородов и серы был проведен ряд опытов, в которых теплота подводилась к реакционной зоне через стенки реактора, обогреваемых с внешней стороны. Будем называть такой способ нагрева „внешним" по сравнению с „внутренним" - электротермическим. Результаты этих опытов приведены в табл. 20. Выход сероуглерода и водорода в реакторе с „внешним" обогревом прн всех значениях а ниже, чем в аналогичных условиях электротермического нагрева. Характерно, что как-yg -»cs ,TaKli'yC-'CS не превышают равновесных значений. Выход сероводорода несколько возрастает с увеличением температур, причем температурная область, где 7S („внешний" нагрев) превышает у$ -,q$ („внутренний"

нагрев), смещается с уменьшением коэффициента расхода серы в сторону бопее низких температур.

Кинетическое уравнение процесса образования сероуглеропа нз пропан-бутана и серы в реакторе с „внешним" обогревом при температуре 1073 К имеет следующий вид:

'S2 - CS2 = №, I0'2' [CSs, н, I'''5 ДИ а = 1.5 * 1,0

's, -CS2 =К\Чг Г ' 1% Н, 1V ° Для а = 1,0^ 0,6

где к'1 = 3,72 • 102; fr,'=l,51.

Как видно, кажущийся поряпок реакции по сере остается постоянным для различных значений а, хотя и уменьшается с 0,40 до 0,21 за счет не участвующего в реакции графита. Отсутствие в системе микродуг приводит к увеличению степенного показателя у [Сс н ] с 0,60 до 1,75 при изменении коэффициента расхода серы от 0,6 до 1,5. V '

Электроискровый метод нагрева кипящей электропроводной насадки (графита) способствует некоторому увеличению выхода сероуглерода и водорода и заметно снижает степень превращения серы в сероводород.

2.3. КАТАЛИЗ ПРОЦЕССА

Синтез сероуглерода из твердых углеродсодержащих материалов и серы.

Высокая тиореакционная способность древесных углей объясняется их структурой. К этому надо добавить еще и то, что наличие в углях

65

-г „внутренний" нагрев

„внешний" нагрев

теоретическая

СЛ

некоторых минеральных солей положительно влияет на скорость химического взаимодействия. Каталитическое воздействие оказывают соли щелочных металлов, содержание которых в золе достигает 50%.

Катализом процесса синтеза сероуглерода из твердого углерод-содержащего материала и серы занимались Марковский, Адам-Жирон, Вибо и Юц.

В табл. 21 приведены некоторые результаты экспериментов Марковского.

Механизм каталитического действия солей щелочных металлов еще далеко не ясен. Вибо и Юц установили, что при нагревании до 873 К березового угля с серой в запаянной ампуле часть серы удерживается на угле и не извлекается при экстракции толуолом. Вибо сделал предположение об образовании промежуточных продуктов реакции и назвал их сульфидами углерода. Опыты показали, что если уголь после удаления из него экстрагируемой серы нагревать до 1173—1273 К, то при этом действительно выделяется некоторое количество сероуглерода, которое могло получиться только из связанной углем серы. На основании этого Марковский сделал предположение, что каталитические добавки облегчают распад и удаление промежуточных сернистых соединений с поверхности угля. Более быстрая очистка реагирующей поверхности угля способствует увеличению скорости реакции образования сероуглерода.

Результаты лабораторных исследований не были перенесены в промышленную практику. Дело в том, что импрегнирование древесного угля растворами щелочных металлов с последующей сушкой в условиях действующих ретортных и электротермических производств оказалось невозможным. Попытки же сме

страница 17
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

Скачать книгу "Химия и технология сероуглерода" (2.21Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ребристая плита
купить гироскутер на рынке алмаз
http://taxiru.ru/
шкаф для хранения карточек т2

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(17.08.2017)